بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله هدف تجزیهوتحلیل اعوجاج هارمونیکی کل1 در خطوط انتقال و کاهش میزان آن با استفاده از ادوات FACTS میباشد. در واقع با استفاده ازکنترلکننده یکپارچه توان2 در یک خط انتقال 500 کیلوولتی و در دو آرایش مختلف مقدار این اعوجاج محاسبه و با یکدیگر مقایسه میشود. مبدلهای UPFC بهصورت یک مبدل چند سطحی کلمپ دیودی3 تشکیل میشوند که در مقایسه با دیگر مبدل-های چند سطحی منجر به کاهش هزینه نیز میشود.
در این مقاله با استفاده از دو آرایش مختلف در ثانویه ترانسفورماتور سری در مبدل چند سطحی کلمپ دیودی و تحلیل هارمونیکی شکل موج ولتاژ ورودی در باس در نظر گرفتهشده در مقاله - باس شماره - 2 مشاهده میشود که میزان اعوجاج هارمونیکی کل در دو آرایش zig-zag/2Y-2 و zig-zag/4Y به طور چشمگیری کاهش مییابد. تحلیل هارمونیکی توسط تبدیل سریع فوریه4 در نرمافزار MATLAB انجام میشود.
مقدمه
یکی از مسائل و مشکلات کیفیت برق در سیستمهای توزیع و انتقال، مسئله هارمونیکها میباشد که توجه زیادی را به خود جلب نموده است. اعوجاجات هارمونیکی باعث ایجاد مشکلات خاصی در شبکههای قدرت میشوند. ازجمله این مشکلات می-توان به عدم عملکرد مناسب تجهیزات و نیز کاهش عمر و پایان آمدن راندمان دستگاهها اشاره نمود. در چنین حالتی مطالعه هارمونیکها و ارائه یکسری قواعد و مقررات اجتنابناپذیر خواهد بود. محدود نمودن اعوجاج هارمونیکی هم از نظر شرکتهای برق و هم از نظر مشترکین لازم میباشدسیستمهای انتقال AC انعطافپذیر که به ادوات FACTS معروف هستند برای تقویت کنترلپذیری و توسعه ظرفیت انتقال شبکهها و سبب استفاده از کنترلکنندهها و ادوات الکترونیک قدرت میشوند - . - Paserba,2004
درواقع سیستمهای FACTS قادر هستند که پارامترها و مشخصهای خطوط انتقال مانند امپدانس سری، ولتاژ و زاویه فاز را کنترل کنند و درنتیجه آن توان اکتیو راکتیو خط انتقال را مستقلاً کنترل نمایند. - - Gyugyi et al,1995 امروزه با توجه به کاهش روزافزون قیمت تجهیزات الکترونیک قدرت، قیمت انواع ادوات FACTS نیز بهطور چشمگیری کاهش یافته و گرایش به استفاده از این ادوات افزایش یافته است. از جمله ادوات میتوان به کنترلکننده یکپارچه توان - - UPFC اشاره نمود که همزمان توانایی کنترل ولتاژ و توان را دارا میباشد.. - Kawkabani et al, 2007 - در این مقاله با استفاده از UPFC و مدلسازی آن در دو آرایش مختلف با تغییر در نحوه سیمپیچی ترانسفورماتور سری سعی در کاهش هارمونیک در خطوط انتقال داریم.
کنترلکننده یکپارچه توان UPFC
ساختار کلی UPFC در شکل 1 نشان داده شده است. UPFC از اتصال دو جبرانساز پدید میآید: جبرانساز استاتیک - - STATCOM که تقرباًی جریان سینوسی با دامنه متغیر در نقطه اتصال تزریق میکند و جبرانساز سری سنکرون استاتیک - SSSC - که تقرباًی ولتاژ سینوسی با دامنه متغیر در نقطه اتصال تزریق میکند - شکل . - 2 بخشهای سری و موازی در UPFCمشترکاً با یک خازن DC تغذیه میشوند. - - Huang et al, 2000 از لحاظ توانمندی UPFC کلیه اعمال جبرانسازی سری و موازی را با هم انجام میدهد اما بخشهای سری و موازی در UPFC عملکرد مستقل دارند.
از دیدگاهی UPFC را میتوان با PST5 مقایسه نمود با این تفاوت که ولتاژ سری تزریق با هر فاز و دامنه - در محدوده تعریفشده - قابل دستیابی است. UPFC قابلیتهای STATCOM و TCSC6 را یکجا در بردارد و حوزه عملکرد آن وسیع تر از سایرین است. اصولاً مبدل موازی برای فراهم ساختن تقاضای توان اکتیو موردنیاز مبدل سری در ترمینال اتصال DC از شبکه AC استفاده میشود. همچنین مبدل موازی میتواند توان راکتیو در ترمینال AC را تولید یا جذب کند که از توان اکتیو انتقالیافته از ترمینال DC مستقل است.
مبدل سری برای تولید یک ولتاژ در فرکانس اصلی با دامنه و زاویه فاز متغیر استفاده میشود، که به خط انتقال AC بهوسیله ترانسفورماتور افزاینده متصلشده سری، اضافه میشود. ولتاژ خروجی اینورتر تزریق شده بهصورت سری به خط، میتواند برای کنترل مستقیم ولتاژ، جبرانسازی سری، تغییردهنده فاز و ترکیبی از آنها استفاده شود.
این منبع ولتاژ میتواند از درون توان راکتیو موردنیاز را بهوسیله دو نوع مختلف از روشهای کنترلی به کار گرفتهشده، تولید یا جذب کنند و میتواند توان اکتیو در ترمینال DC را منتقل کند. این مقاله به استفاده از مبدل چند سطحی DCML میپردازد - شکل - 3 که یک مبدل منبع ولتاژ سه سطحی 48 پالس است که بهکارگیری آن کمک به خنثیسازی هارمونیک در شکل موجهای ورودی مختلف میکند. این مدل مبدل از مبدل سه سطحی سه فاز و چهار ترانسفورماتور تغییر فاز دهنده تشکیل میشود. - Rodrigue
